Plataforma 6DOF Stewart: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

A plataforma 6DOF Stewart é uma plataforma robótica que pode se articular em 6 graus de liberdade. Normalmente construída com 6 atuadores lineares, esta versão reduzida em escala reduzida usa 6 servos para simular o movimento de atuação linear. Existem os três movimentos lineares x, y, z (lateral, longitudinal e vertical) e as três rotações pitch, roll e yaw.

As plataformas Stewart são comumente usadas para aplicações como simuladores de vôo, tecnologia de máquina ferramenta, tecnologia de guindaste, pesquisa subaquática, resgate ar-mar, touros mecânicos, posicionamento de antena parabólica, telescópios e cirurgia ortopédica.

Esta versão da plataforma Stewart é controlada com um microcontrolador Arduino Uno e alimentada por uma fonte de alimentação de 5v.

Materiais necessários:

6 servo motores

Acrílico ou madeira

1 Arduino Uno

1 placa de ensaio

Capacitores múltiplos

6 botões

1 módulo de joystick

12 juntas esféricas e 6 eixos roscados

6 peças distantes

Etapa 1: Projetando Arquivos CAD

Comece medindo o suporte de montagem para o servo e o anel isolante de borracha para os fios de rosca e faça orifícios ligeiramente maiores em um polígono hexagonal. Adicione orifícios de montagem para espaçadores, se necessário. Lembre-se de deixar um espaçamento adequado para que os servos não empurrem uns contra os outros quando montados. O resultado final (mostrado acima) deve se encaixar perfeitamente no servo motor e não deve exigir espaçadores para manter a estrutura unida. Imprima 4 cópias do arquivo, 2 sem furos para o anel de borracha. Além disso, imprima uma cópia da forma hexagonal, reduzida em 70%, mas sem os orifícios para os servo motores, esta será a placa superior.

Você pode cortar a laser ou imprimir em 3D esses arquivos, mas ajuste as espessuras dos materiais de forma adequada para que 2 folhas correspondam perfeitamente à altura do suporte de montagem dos servos.

Usei Adobe Illustrator para este projeto.

Etapa 2: Montagem

Comece imprensando os servo motores entre as folhas de acrílico que imprimimos na última etapa. preste atenção para passar os fios e enrole-os ordenadamente para mais tarde. Em seguida, cole / prenda com cola quente / monte os espaçadores curtos na placa superior de acrílico nas bordas curtas do polígono hexagonal, como mostrado acima. Lembre-se de adicionar um pouco de espaçamento entre os impasses.

Monte as juntas esféricas, tendo em atenção que têm de ter o mesmo comprimento. Prenda as juntas esféricas aos chifres servo incluídos com o servo motor com parafusos autoperfurantes, use espaçamento apropriado para que as juntas esféricas tenham uma gama completa de liberdade. Mostrado acima.

Finalmente, prenda o outro lado do mecanismo da junta esférica aos espaçadores no acrílico com os parafusos normais incluídos no pacote da junta esférica. Em seguida, adicione as pontas do servo aos servos de modo que formem um ângulo de 90 graus para o interior quando o servo estiver na posição zero, ajuste as juntas esféricas e as pontas do servo de acordo. Você pode usar um telefone para ver se a plataforma está nivelada, mostrado acima.

Etapa 3: Eletrônica

Comece ligando os fios de jumper aos fios do servo, gosto de usar a cor correspondente para que fiquem mais organizados. Conecte 5v e GND à placa de ensaio e o pino de sinal (pwn) ao Arduino Uno nos pinos 3, 5, 6, 9, 10, 11. Adicione botões de pressão à placa de ensaio, com um fio de 5v, um resistor para GND do outro lado, e um fio de sinal indo para um pino digital no Arduino. Estes irão controlar os comandos definidos para a plataforma. Continue conectando um módulo de joystick, 5v e GND à placa de ensaio, saída X e Y às entradas analógicas. Este é o principal controle por joystick da plataforma.

Descasque um cabo USB, pegando os fios de alimentação e GND e conectando-os aos cabos jumper, que se conectam aos pinos de alimentação na placa de ensaio. Este USB alimentará o sistema a partir de um banco de energia. Adicione diversos capacitores ao filtro de linha da placa de ensaio, tendo em mente os pinos positivos e negativos. Esses capacitores ajudam os servos a funcionar porque eles puxam muita corrente, e os capacitores vão carregar e gerar pulsos para ajudar nisso.

Etapa 4: Programação

Não vou entrar em detalhes no aspecto de programação deste projeto porque as possibilidades são infinitas, mas você deve começar movendo os braços do servo e entender como articular a plataforma, em seguida, definir os servos em diferentes posições através do Arduino para descubra ainda maneiras de controlar a plataforma.

Etapa 5: Parabéns

Você acabou de construir sua plataforma de stewart! Boa sorte! As possibilidades são infinitas!